但是，鸦片战争爆发之后，道光皇帝惊恐，林则徐被革职查办，广东战败后，林则徐充军伊犁。
路过镇江的时候，林则徐还不忘嘱托老朋友魏源根据《四洲志》及有关外国资料，撰写《海国图志》。
正在这时候，黄河在河南开封祥符决口，酿成重大水患，林则徐被派往河南黄河工地治河，工程完成后仍然发戍伊犁。在赴戍途中，他仍忧国忧民，并不为感慨唏嘘个人的坎坷，他与妻子在古城西安告别时，写了“苟利国家生死以，岂因祸福避趋之”的著名诗句。这是他爱国情感的抒发，也是他性情人格的写照。
到新疆之后，林则徐不顾自己年老体衰，亲历南疆库车、阿克苏、叶尔羌等地勘察，“西域遍行三万里”。所到之处倡导群众兴修水利，推广坎儿井和纺车，人们为纪念他的业绩，称为“林公井”“林公车”。他开辟屯田，绘制边疆地图，建议兵农合一，他根据自己多年在新疆的考察，结合当时沙俄胁迫清廷开放伊犁，指出沙俄威胁的严重性，临终时还在告诫“终为中国患者，其俄罗斯乎！”林则徐的远见卓识，终被后来的历史所证实。
